DE102020115130A1

DE102020115130A1 - Robuste membran mit hoher durchlässigkeit für lithografische extremes-ultraviolett-anlagen

Info

Publication number: DE102020115130A1
Application number: DE102020115130.6A
Authority: DE
Inventors: Yun-Yue Lin
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2021-05-06
Also published as: CN112748635A

Abstract

Es wird eine robuste Membran mit hoher Durchlässigkeit für lithografische EUV-Anlagen (EUV: extremes Ultraviolett) offenbart. In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung eine Membran bereit, die eine Folie und einen Rahmen aufweist, der die Folie abstützt. Die Folie kann aus einer transparenten kohlenstoffbasierten Schicht und/oder einer transparenten siliziumbasierten Schicht hergestellt werden. Die transparente kohlenstoffbasierte Schicht und/oder die transparente siliziumbasierte Schicht können außerdem mit einer Schutzhülle beschichtet werden. Der Rahmen kann mindestens ein Loch aufweisen, damit ein Luftstrom durch einen Teil der Membran fließen kann.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 30. Oktober 2019 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 62/928.230, die durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Hintergrund
EUV-Lithografie (EUV: extremes Ultraviolett) ist ein Fotolithografieverfahren, bei dem ein Scanner Licht im extremen Ultraviolettbereich (z. B. Wellenlängen von etwa 1 nm bis 100 nm) nutzt. Eine Lichtquelle ist so konfiguriert, dass sie EUV-Strahlung emittiert. Zum Beispiel kann die Lichtquelle ein geschmolzenes Metall, wie etwa Zinn, zu einem hochionisierten Plasma zerstäuben, das die EUV-Strahlung emittiert. Anschließend wie die EUV-Strahlung unter Verwendung einer Reihe von optischen Bauelementen (z. B. mehrschichtigen Spiegeln) in den Scanner gelenkt. In dem Scanner wird die EUV-Strahlung zum Projizieren einer Struktur, die in eine Fotomaske geätzt ist, auf einen Siliziumwafer verwendet. Der EUV-Prozess kann zum Herstellen von hochaufgelösten Linienstrukturen auf dem Siliziumwafer verwendet werden, möglicherweise mit einer Größenordnung von 7 nm oder kleiner.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Erfindung lassen sich am besten anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass entsprechend der üblichen Praxis in der Branche verschiedene Elemente nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Vielmehr können der Übersichtlichkeit der Erörterung halber die Abmessungen der verschiedenen Elemente beliebig vergrößert oder verkleinert sein.

1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer beispielhaften lithografischen Anlage gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine Schnittansicht einer beispielhaften Membran-Fotomaskenstruktur gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung.
2B ist eine isometrische Darstellung der beispielhaften Membran-Fotomaskenstruktur von 2A.
2C zeigt einen beispielhaften oberen Folienteil der Membranfolie der 2A und 2B.
2D zeigt beispielhaft eine Schnittansicht einer beispielhaften Kohlenstoff-Nanoröhre des Netzwerks von Kohlenstoff-Nanoröhren von 2C.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 300 zum Montieren einer Membran für einen lithografischen Prozess gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung
Die nachstehende Beschreibung liefert viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale des bereitgestellten Gegenstands. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränkend sein. Zum Beispiel kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt hergestellt werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element hergestellt werden können, sodass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind. Darüber hinaus können in der vorliegenden Erfindung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Übersichtlichkeit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „darüber befindlich“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung andere Orientierungen der in Gebrauch oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung), und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können ebenso entsprechend interpretiert werden.
In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung eine robuste Membran (Pellikel) mit hoher Durchlässigkeit für lithografische EUV-Anlagen bereit. Wie vorstehend dargelegt worden ist, kann eine lithografische EUV-Anlage EUV-Strahlung zum Projizieren einer in einer Fotomaske erzeugten Struktur auf einen Siliziumwafer verwenden, wobei die Struktur in den Wafer geätzt werden kann. In einigen Beispielen kann eine Membran oder ein Pellikel (z. B. eine dünne transparente Schicht, Film oder Folie; engl.: film oder membrane) zum Schützen der Fotomaske gegen Verunreinigung verwendet werden. Zum Beispiel können Teilchen auf die Oberfläche der Fotomaske fallen. Wenn der Scanner anschließend die Fotomaskenstruktur auf den Wafer druckt, können auch die Teilchen auf den Wafer gedruckt werden, was zu Defekten in der Struktur führt. Eine sachgemäß positionierte Membran kann jedoch verhindern, dass Teilchen auf die Fotomaske fallen.
Zwar können Membranen die Verunreinigung der Fotomaske reduzieren, aber sie können auch die Menge der EUV-Strahlung, die die Fotomaske erreicht, reduzieren. Wenn zum Beispiel die Folie der Membran zu dick ist, kann die Folie einen Großteil der EUV-Strahlung absorbieren, bevor die EUV-Strahlung die Fotomaske erreichen kann, wodurch wiederum die Leistung der lithografischen EUV-Anlage sinken kann. Außerdem sind zahlreiche übliche Folienmaterialien unter den typischen Bearbeitungsbedingungen einer lithografischen EUV-Anlage anfällig für mechanische Verformung. Zum Beispiel kann eine lithografische EUV-Anlage bei einer Großserienfertigung mit bis zu 250 W arbeiten, und unter diesen Bedingungen kann die Temperatur der Membranfolie bis zu 686 °C erreichen, was weit über dem Schmelzpunkt zahlreicher Materialien ist. Daher müssen herkömmliche Membranen relativ häufig ersetzt werden.
In Beispielen der vorliegenden Erfindung wird eine robuste Membran mit hoher Durchlässigkeit bereitgestellt, die gegen eine temperatur- und druckbedingte Verformung beständig ist und einen hohen Prozentsatz (z. B. mehr als 82 % und in einigen Beispielen mehr als 90 %) der Strahlung auf die Fotomaske durchlässt. In einem Beispiel weist die Membranfolie ein kohlenstoff- oder siliziumbasiertes Material auf, wie etwa eine transparente Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht oder eine transparente Silizium-Nanodrahtschicht, die mit einer Hülle beschichtet ist, um eine Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse zu gewährleisten. Dadurch ist die Membranfolie mechanisch robust und ermöglicht auch eine bessere Strahlungsdurchlässigkeit. In weiteren Beispielen kann ein Membranrahmen, der die Membranfolie über der Fotomaske hält, eine Lüftungsstruktur aufweisen, die ein Druckgefälle zwischen Seiten der Membranfolie (z. B. zwischen einer Seite, die zu der Fotomaske zeigt, und einer Seite, die von der Fotomaske weg zeigt) minimiert. Dadurch können auch Umweltfaktoren, die zu einer Verformung der Membranfolie beitragen, minimiert werden.
Für die hier offenbarte Membran können noch weitere Elemente verwendet werden. Einige der nachstehend beschriebenen Elemente können auch durch andere Beispiele ersetzt werden oder können eliminiert werden. In einigen Beispielen, die nachstehend beschrieben werden, werden zwar Schritte erörtert, die in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden, aber diese Schritte können auch in anderen Reihenfolgen ausgeführt werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Außerdem können die Membran und die Verfahren, die hier offenbart werden, in mehreren Anwendungsgebieten genutzt werden, unter anderem für die Herstellung von Finnen-Feldeffekttransistoren (FinFETs). Beispiele der vorliegenden Erfindung können auch zum Strukturieren von Finnen eines FinFET geeignet sein, um einen relativ kleinen Abstand zwischen Strukturelementen zu erzeugen. In weiteren Beispielen können Abstandshalter, die beim Herstellen der Finnen des FinFET verwendet werden, gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung bearbeitet werden.
1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer beispielhaften lithografischen Anlage 100 gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung. Die lithografische Anlage 100 kann hier auch als ein „Scanner“ bezeichnet werden, der so betreibbar ist, dass er lithografische Belichtungsprozesse mit jeweiligen Strahlungsquellen und Belichtungsmodi durchführt.
In einem Beispiel weist die lithografische Anlage 100 im Allgemeinen Folgendes auf: eine Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte, eine Belichtungsvorrichtung 104, einen Maskentisch 106, eine Fotomaske 108, ein Projektionsoptikmodul 110 und einen Substrattisch 112. In einigen Beispielen kann die lithografische Anlage weitere Komponenten aufweisen, die in 1 nicht dargestellt sind. In weiteren Beispielen können die Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte, die Belichtungsvorrichtung 104, der Maskentisch 106, die Fotomaske 108, das Projektionsoptikmodul 110 und/oder der Substrattisch 112 von der lithografischen Anlage 100 weggelassen werden, oder sie können in vereinte Komponenten integriert werden.
Die Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte kann so konfiguriert sein, dass sie Strahlung mit Wellenlängen von etwa 1 nm bis 250 nm emittiert. In einem speziellen Beispiel erzeugt die Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte EUV-Licht mit einer Wellenlänge, die ihren Schwerpunkt bei etwa 13,5 nm hat, und dementsprechend kann die Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte in einigen Beispielen auch als eine „EUV-Lichtquelle“ bezeichnet werden. Es dürfte jedoch wohlverstanden sein, dass die Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte nicht auf das Emittieren von EUV-Licht beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte zum Durchführen einer Photonen-Emission mit hoher Intensität aus einem angeregten Target-Material verwendet werden.
In einem Beispiel ist der Begriff „etwa“ als innerhalb von ±20 % des angegebenen Werts, besser innerhalb von ±10 % des angegebenen Werts, besser innerhalb von ±5 % des angegebenen Werts, besser innerhalb von ±3 % des angegebenen Werts, besser innerhalb von ±2 % des angegebenen Werts, besser innerhalb von ±1 % des angegebenen Werts und besser innerhalb von ±0,5 % des angegebenen Werts zu verstehen. Daher ist der angegebene Wert ein Näherungswert. Wenn keine bestimmte Angabe gemacht wird, ist jeder Wert, der hier angegeben wird, entsprechend der vorstehenden Definition ein Näherungswert.
In einigen Beispielen (z. B. wenn die lithografische Anlage 100 eine lithografische UV-Anlage ist) weist die Belichtungsvorrichtung 104 verschiedene Brechungsoptik-Komponenten auf, wie etwa eine einzige Linse oder ein Linsensystem mit mehreren Linsen (Zonenplatten). In einem anderen Beispiel (z. B. wenn die lithografische Anlage 100 eine lithografische EUV-Anlage ist) weist die Belichtungsvorrichtung 104 verschiedene Spiegeloptik-Komponenten auf, wie etwa einen einzigen Spiegel oder ein Spiegelsystem mit mehreren Spiegeln. Die Belichtungsvorrichtung 104 kann Licht von der Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte auf den Maskentisch 106 und insbesondere auf die Fotomaske 108 richten, die an dem Maskentisch 106 befestigt ist. In einem Beispiel, in dem die Lichtquelle 102 mit hoher Leuchtdichte Licht in dem EUV-Wellenlängenbereich erzeugt, weist die Belichtungsvorrichtung 104 eine Spiegeloptik auf.
Der Maskentisch 106 kann so konfiguriert sein, dass er die Fotomaske 108 festhält. In einigen Beispielen kann der Maskentisch 106 eine elektrostatische Ansaugvorrichtung zum Festhalten der Fotomaske 108 aufweisen. Der Grund dafür ist, dass Gasmoleküle EUV-Licht absorbieren und die lithografische Anlage 100 zur lithografischen EUV-Strukturierung in einer Vakuum-Umgebung gehalten wird, um einen EUV-Intensitätsverlust zu minimieren. Hier können die Begriffe „Fotomaske“, „Maske“ und „Retikel“ austauschbar verwendet werden. In einem Beispiel ist die Fotomaske 108 eine Reflexionsmaske.
In einigen Beispielen kann eine Membran 114 über der Fotomaske 108, z. B. zwischen der Fotomaske 108 und dem Substrattisch 112, positioniert werden. Die Membran 114 kann die Fotomaske 108 gegen Teilchen schützen und kann die Teilchen außerhalb des Schärfenbereichs halten, sodass die Teilchen kein Bild erzeugen (was Defekte auf einem Wafer während des lithografischen Prozesses verursachen kann).
Das Projektionsoptikmodul 110 kann zum Abbilden der Struktur der Fotomaske 108 auf einen Halbleiterwafer 116 konfiguriert sein, der an dem Substrattisch 112 befestigt ist. In einem Beispiel weist das Projektionsoptikmodul 110 eine Brechungsoptik (wie etwa für eine lithografische UV-Anlage) auf. In einem anderen Beispiel weist das Projektionsoptikmodul 110 eine Spiegeloptik (wie etwa für eine lithografische EUV-Anlage) auf. Das von der Fotomaske 108 gerichtete Licht, das das Bild der auf der Fotomaske 108 definierten Struktur überträgt, kann mit dem Projektionsoptikmodul 110 gesammelt werden. Die Belichtungsvorrichtung 104 und das Projektionsoptikmodul 110 können kollektiv als ein „optisches Modul“ der lithografischen Anlage 100 bezeichnet werden.
In einigen Beispielen kann der Halbleiterwafer 116 ein massiver Halbleiterwafer sein. Zum Beispiel kann der Halbleiterwafer 116 ein Siliziumwafer sein. Der Halbleiterwafer 116 kann Silizium oder ein anderes elementares Halbleitermaterial, wie etwa Germanium, aufweisen. In einigen Beispielen kann der Halbleiterwafer 116 ein Verbindungshalbleiter sein. Der Verbindungshalbleiter kann Galliumarsenid, Siliziumcarbid, Indiumarsenid, Indiumphosphid, ein anderes geeignetes Material oder eine Kombination davon sein.
In einigen Beispielen umfasst der Halbleiterwafer 116 ein Silizium-auf-Isolator(SOI)- Substrat. Das SOI-Substrat kann mit einem SIMOX-Prozess (SIMOX: Trennung durch Implantieren von Sauerstoff), einem Waferbondprozess, einem anderen geeigneten Prozess oder einer Kombination davon hergestellt werden.
In einigen Beispielen umfasst der Halbleiterwafer 116 ein undotiertes Substrat. In anderen Beispielen umfasst der Halbleiterwafer 116 jedoch ein dotiertes Substrat, wie etwa ein p- oder ein n-Substrat.
In einigen Beispielen weist der Halbleiterwafer 116 in Abhängigkeit von den Entwurfsanforderungen an die Halbleitervorrichtungsstruktur verschiedene dotierte Bereiche (nicht dargestellt) auf. Die dotierten Bereiche können zum Beispiel p- und/oder n-Wannen sein. In einigen Beispielen sind die dotierten Bereiche mit p-Dotanden dotiert. Zum Beispiel können die dotierten Bereiche mit Bor oder Borfluorid dotiert sein. In anderen Beispielen sind die dotierten Bereiche mit n-Dotanden dotiert. Zum Beispiel können die dotierten Bereiche mit Phosphor oder Arsen dotiert sein. In einigen Beispielen sind einige der dotierten Bereiche p-dotiert, und andere dotierte Bereiche sind n-dotiert.
In einigen Beispielen kann eine Verbindungsstruktur über dem Halbleiterwafer 116 hergestellt werden. Die Verbindungsstruktur kann mehrere Zwischenschichtdielektrikum-Schichten (ILD-Schichten), wie etwa dielektrische Schichten, umfassen. Die Verbindungsstruktur kann außerdem mehrere leitfähige Strukturelemente umfassen, die in den ILD-Schichten hergestellt sind. Die leitfähigen Strukturelemente können leitfähige Leitungen, leitfähige Durchkontaktierungen und/oder leitfähige Kontakte umfassen.
In einigen Beispielen werden verschiedene Vorrichtungselemente in dem Halbleiterwafer 116 hergestellt. Beispiele für die verschiedenen Vorrichtungselemente sind Transistoren, z. B. Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs), CMOS-Transistoren (CMOS: komplementärer Metalloxidhalbleiter), Bipolartransistoren (BJTs), Hochspannungstransistoren, Hochfrequenztransistoren, p-Kanal- und/oder n-Kanal-Feldeffekttransistoren (PFETs und/oder NFETs), Dioden oder andere geeignete Elemente. Zum Herstellen der verschiedenen Vorrichtungselemente können verschiedene Verfahren verwendet werden, wie etwa Abscheidung, Ätzung, Implantation, Fotolithografie, Tempern und/oder andere geeignete Verfahren.
Die Vorrichtungselemente können durch die Verbindungsstruktur über dem Halbleiterwafer 116 zu integrierten Schaltkreisvorrichtungen miteinander verbunden werden. Die integrierten Schaltkreisvorrichtungen können Logikvorrichtungen, Speichervorrichtungen, wie etwa SRAM-Vorrichtungen (SRAM: statischer Direktzugriffsspeicher), Hochfrequenz(HF)-Vorrichtungen, Eingangs-/Ausgangs(E/A)-Vorrichtungen, System-on-a-Chip(SoC)-Vorrichtungen, Bildsensor-Vorrichtungen, andere geeignete Vorrichtungen oder eine Kombination davon sein.
In einigen Beispielen kann der Halbleiterwafer 116 mit einer Resistschicht beschichtet werden, die für EUV-Licht empfindlich ist. Verschiedene Komponenten, wie etwa die vorstehend beschriebenen, können miteinander integriert werden und können so betreibbar sein, dass sie lithografische Belichtungsprozesse durchführen.
2A ist eine Schnittansicht einer beispielhaften Membran-Fotomaskenstruktur 200 gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung. 2B ist eine isometrische Darstellung der beispielhaften Membran-Fotomaskenstruktur 200 von 2A. Wie in den 2A und 2B gezeigt ist, kann die Fotomaske 108 ein Maskensubstrat 202 und eine über dem Maskensubstrat 202 angeordnete Maskenstruktur 204 aufweisen.
In einigen Beispielen umfasst das Maskensubstrat 202 ein transparentes Substrat, wie etwa Kieselglas, das relativ defektfrei ist, Borsilicatglas, Sodakalkglas, Calciumfluorid, ein Material mit einer niedrigen Wärmeausdehnung, ein Material mit einer ultraniedrigen Wärmeausdehnung oder andere geeignete Materialien. Die Maskenstruktur 204 kann über dem Maskensubstrat 202 angeordnet werden, wie vorstehend dargelegt worden ist, und kann entsprechend den integrierten Schaltkreiselementen konzipiert werden, die über dem Halbleitersubstrat (z. B. dem Wafer 116 von 1) während eines lithografischen Prozesses hergestellt werden sollen. Die Maskenstruktur 204 kann dadurch hergestellt werden, dass eine Materialschicht abgeschieden wird, die dann so strukturiert wird, dass sie eine oder mehrere Öffnungen, durch die Strahlungsstrahlen hindurchgehen können, ohne absorbiert zu werden, und einen oder mehrere Absorptionsbereiche aufweist, die die Strahlungsstrahlen vollständig oder teilweise blockieren können.
Die Maskenstruktur 204 kann ein Metall, eine Metalllegierung, ein Metallsilizid, ein Metallnitrid, ein Metalloxid, ein Metalloxidnitrid oder andere geeignete Materialien aufweisen. Beispiele für Materialien, die zum Herstellen der Maskenstruktur 204 verwendet werden können, sind unter anderem Cr, Mo_xSi_y, Ta_xSi_y, Mo, Nb_xO_y, Ti, Ta, Cr_xN_y, Mo_xO_y, Mo_xN_y, Cr_xO_y, Ti_xN_y, Zr_xN_y, Ti_xOy, Ta_xN_y, Ta_xOy, Si_xOy, NbxN_y, Zr_xN_y, Al_xOyN_z, Ta_xB_yO_z, Ta_xB_yN_z, Ag_xOy, Ag_xN_y, Ni, Ni_xO_y, Ni_xO_yN_z und/oder dergleichen. Das Zusammensetzungsverhältnis x/y/z ist nicht beschränkt.
Wie in den 2A und 2B gezeigt ist, kann die Membran 114 über der Fotomaske 108 positioniert werden. In einem Beispiel weist die Membran 114 einen Membranrahmen 206 auf, der über dem Maskensubstrat 202 und/oder der Maskenstruktur 204 positioniert werden kann. In einem Beispiel kann der Membranrahmen 206 aus Si, SiC, SIN, Glas, einem Material mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (wie etwa einer Al-Legierung, einer Ti-Legierung, Invar, Kovar oder dergleichen), einem anderen geeigneten Material oder einer Kombination davon hergestellt werden. In einigen Beispielen können geeignete Verfahren zum Herstellen des Membranrahmens 206 spanabhebende Verfahren, Sinterverfahren, fotochemische Ätzverfahren, andere geeignete Verfahren oder eine Kombination davon sein.
In einem Beispiel kann der Membranrahmen 206 einen Seitenteil 208 mit einer Innenfläche 210 und einer Außenfläche 212 aufweisen, wobei die Innenfläche 210 und die Außenfläche 212 auf gegenüberliegenden Seiten des Seitenteils 208 ausgerichtet sind. Der Membranrahmen 206 kann weiterhin eine Unterseite oder Basis 214 haben, die die Innenfläche 210 und die Außenfläche 212 verbindet.
Wie in den 2A und 2B gezeigt ist, kann die Membranmaskenstruktur 200 weiterhin eine Lüftungsstruktur 216 aufweisen, die in dem Seitenteil 208 hergestellt ist und sich von der Innenfläche 210 bis zu der Außenfläche 212 erstreckt. In einigen Beispielen kann die Lüftungsstruktur 216 ein oder mehrere Löcher aufweisen, die in dem Seitenteil 208 des Membranrahmens 206 hergestellt sind. Die Löcher können jede Form annehmen und können zum Beispiel kreisförmig, rechteckig oder schlitzförmig sein, oder sie können andere Formen oder eine Kombination davon annehmen. Die Löcher können einen Luftstrom durch einen Teil der Membranmaskenstruktur 200 ermöglichen, wie später näher dargelegt wird. In einigen Beispielen können die Löcher Filter zum Minimieren eines Durchgangs von Teilchen von außen durch die Lüftungsstruktur 216 aufweisen.
In einigen Beispielen, in denen die Lüftungsstruktur 216 Filter aufweist, kann sie zusammen mit dem Membranrahmen 206 hergestellt werden. In einigen Beispielen, kann die Lüftungsstruktur 216 mit einem fotochemischen Ätzverfahren, einem anderen geeigneten Verfahren oder einer Kombination davon hergestellt werden.
In anderen Beispielen, in denen die Lüftungsstruktur 216 Filter aufweist, können die Lüftungsstruktur 216 und der Membranrahmen 206 getrennt hergestellt werden, und in dem Seitenteil 208 des Membranrahmens 206 kann eine Öffnung (nicht dargestellt) erzeugt werden. In einigen Beispielen kann anschließend die Lüftungsstruktur 216 in die Öffnung in dem Seitenteil 208 des Membranrahmens 206 platziert werden. Dann kann die Lüftungsstruktur 216 z. B. mit einem Hartlötprozess, einem Direktdiffusionsbondprozess, einem eutektischen Bondprozess, einem anderen geeigneten Prozess oder einer Kombination davon an den Membranrahmen 206 gebondet werden.
In einigen Beispielen kann die Lüftungsstruktur 216 verhindern, dass die Membranfolie während des lithografischen EUV-Prozesses reißt, wie später näher dargelegt wird.
Wie außerdem in den 2A und 2B gezeigt ist, kann die Membranmaskenstruktur 200 weiterhin einen Membranrahmen-Klebstoff 218 aufweisen, der zwischen dem Membranrahmen 206 und dem Maskensubstrat 202 angeordnet ist.
In einigen Beispielen kann der Membranrahmen-Klebstoff 218 aus einem Vernetzungsklebstoff, einem Thermoplastisches-Elastomer-Klebstoff, einem Polystyren-Klebstoff, einem Acryl-Klebstoff, einem siliziumbasierten Klebstoff, einem Epoxid-Klebstoff oder einer Kombination davon hergestellt werden.
In einigen Beispielen kann eine Oberflächenbehandlung an dem Membranrahmen 206 durchgeführt werden, um die Haftung des Membranrahmens 206 an dem Membranrahmen-Klebstoff 218 zu verbessern. In einigen Beispielen kann die Oberflächenbehandlung eine Sauerstoffplasma-Behandlung, eine andere geeignete Behandlung oder eine Kombination davon umfassen. In anderen Beispielen wird jedoch keine Oberflächenbehandlung an dem Membranrahmen 206 durchgeführt.
Die Membranmaskenstruktur 200 kann weiterhin einen Membranfolien-Klebstoff 220 aufweisen, der über dem Membranrahmen 206 angeordnet ist. In einigen Beispielen kann der Membranfolien-Klebstoff 220 aus einem Thermoplastisches-Elastomer-Klebstoff, einem Polystyren-Klebstoff, einem Acryl-Klebstoff, einem siliziumbasierten Klebstoff, einem Epoxid-Klebstoff, einem anderen geeigneten Klebstoff oder einer Kombination davon hergestellt werden. In einigen Beispielen kann der Membranfolien-Klebstoff 220 aus einem Material hergestellt werden, das von dem Material verschieden ist, das den Membranrahmen-Klebstoff 218 bildet.
Wie außerdem in den 2A und 2B gezeigt ist, kann die Membranmaskenstruktur 200 weiterhin eine Membranfolie 222 aufweisen, die über dem Membranrahmen 206 und dem Membranfolien-Klebstoff 220 angeordnet ist. Wie gezeigt ist, kann der Membranfolien-Klebstoff 220 zwischen der Membranfolie 222 und dem Membranrahmen 206 angeordnet werden.
In einigen Beispielen kann die Membranfolie 222 eine Einfassung 224, die über dem Membranfolien-Klebstoff 220 angeordnet ist, und einen oberen Folienteil 226 aufweisen, der über der Einfassung 224 angeordnet ist. In einigen Beispielen kann die Einfassung 224 aus Si hergestellt werden. In weiteren Beispielen kann die Einfassung 224 aus Borcarbid, C, Graphen, Kohlenstoff-Nanoröhren, SiC, SIN, SiO₂, SiON, Zr, Nb, Mo, Cd, Ru, Ti, Al, Mg, V, Hf, Ge, Mn, Cr, W, Ta, Ir, Zn, Cu, F, Co, Au, Pt, Sn, Ni, Te, Ag, einem anderen geeigneten Material, einer allotropen Modifikation eines dieser Materialien oder einer Kombination davon hergestellt werden. Die Einfassung 224 kann den oberen Folienteil 226 um dessen Peripherie mechanisch abstützen. Die Einfassung 224 kann wiederum von dem Membranrahmen 206 mechanisch abgestützt werden, wenn die Membranmaskenstruktur 200 vollständig montiert ist. Das heißt, der Membranrahmen 206 kann die Einfassung 224 und den oberen Folienteil 226 der Membranfolie 222 auf der Fotomaske 108 mechanisch abstützen.
In einem Beispiel kann die Lüftungsstruktur 216 des Membranrahmens 206 so hergestellt werden, dass mindestens ein Seitenteil 208 des Membranrahmens 206 ein Loch, das in einem oberen Teil des Seitenteils 208 (z. B. in der Nähe der Einfassung 224) hergestellt ist, und ein weiteres Loch aufweist, das in einem unteren Teil des Seitenteils 208 (z. B. in der Nähe der Maskenstruktur 204) hergestellt ist.
In einigen Beispielen kann der obere Folienteil 226 aus einer transparenten kohlenstoffbasierten Schicht oder einer transparenten siliziumbasierten Schicht, wie etwa einer Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht oder einer Silizium-Nanodrahtschicht, hergestellt werden.
2C zeigt einen beispielhaften oberen Folienteil 226 der Membranfolie 222 der 2A und 2B. In dem in 2C gezeigten Beispiel weist der obere Folienteil 226 eine Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht auf. In diesem Beispiel kann das Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, das die Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht bildet, in Abhängigkeit von dem gewünschten Strahlungsanteil, der von der Membran 114 durchgelassen werden soll, eine Strukturdichte von 0,2 bis 1 haben. Zum Beispiel ist nachgewiesen worden, das Kohlenstoff-Nanoröhrenschichten eine Durchlässigkeit von sichtbarem Licht von bis zu etwa 90 % erzielen. In der Regel sollte sich eine Kohlenstoff-Nanoröhren-Dicke von 1 nm in eine Strahlungsabsorption im EUV-Wellenlängenbereich von etwa 0,5 % bis 1 % umsetzen lassen. Die exakte Strukturdichte kann so gewählt werden, dass die Durchlässigkeit für EUV-Strahlung maximiert wird, während der Durchgang von Teilchen durch den oberen Folienteil 226 minimiert wird. Zum Beispiel kann eine geringere Strukturdichte zwar eine größere Durchlässigkeit für EUV-Strahlung ermöglichen, aber durch die geringere Strukturdichte können auch Teilchen bis zu der Fotomaske 108 fallen. Die Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht kann mit einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren, einem anderen geeigneten Verfahren oder einer Kombination davon hergestellt werden.
In einigen Beispielen kann die kohlenstoffbasierte Schicht oder die siliziumbasierte Schicht außerdem mit einer Schutzhülle beschichtet werden. Zum Beispiel zeigt 2D eine Schnittansicht einer beispielhaften Kohlenstoff-Nanoröhre 230 des Netzwerks von Kohlenstoff-Nanoröhren von 2C. Wie gezeigt ist, ist die Kohlenstoff-Nanoröhre 230 mit einer Schutzhülle 232 beschichtet. Die Schutzhülle 232 kann zum Beispiel Ru, Mo, Zr, B, Nb, MoSi, SiN, SiO, ein anderes geeignetes Material oder eine Kombination davon aufweisen. Die Schutzhülle 232 kann eine Dicke von 0,1 bis 10 nm haben. Das Material und die Dicke für die Schutzhülle 232 können so gewählt werden, dass eine hohe Durchlässigkeit für EUV-Strahlung bereitgestellt wird, um Wärme von dem oberen Folienteil 226 abzuführen und um eine Dissipation mit dem Schichtmaterial (z. B. Kohlenstoff oder Silizium) zu minimieren. In einem Beispiel kann die Schutzhülle 232 durch Atomlagenabscheidung, physikalische Aufdampfung, chemische Aufdampfung, nasschemische Plattierung, mit einem anderen geeigneten Verfahren oder einer Kombination davon auf das Netzwerk von Kohlenstoff-Nanoröhren abgeschieden werden.
In einigen Beispielen können die Einfassung 224 und/oder der obere Folienteil 226 jeweils mehrere Schichten aufweisen. In einigen Beispielen kann die Membranfolie 222 mit einem Substratrückseiten-Fotolithografie-/Ätzverfahren, einem anderen geeigneten Verfahren oder einer Kombination davon hergestellt werden.
In einigen Beispielen ist das Material für die Einfassung 224 das Gleiche wie das Material für den oberen Folienteil 226. In anderen Beispielen ist jedoch das Material für die Einfassung 224 von dem Material für den oberen Folienteil 226 verschieden. Zum Beispiel kann die Einfassung 224 aus Silizium hergestellt werden, während der obere Folienteil 226 eine Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht umfasst. In einigen Beispielen kann die Dicke des oberen Folienteils 226 10 nm bis 100 nm betragen. In bestimmten Beispielen kann die Dicke des oberen Folienteils 226 20 nm bis 50 nm betragen. Es ist festgestellt worden, dass diese Bereiche dem oberen Folienteil 226 eine ausreichende Robustheit verleihen und dabei auch eine hohe EUV-Durchlässigkeit ermöglichen. In der Regel ist der obere Folienteil 226 umso robuster, je dicker er ist, aber wenn er zu dick ist, kann der prozentuale Anteil der EUV-Durchlässigkeit sinken. Daher stellen die angegebenen Bereiche einen Mittelweg zwischen diesen beiden Zielen dar.
In einigen Beispielen können der Membranrahmen-Klebstoff 218 und/oder der Membranfolien-Klebstoff 220 Wärme-ableitende Füllstoffe aufweisen. Die Wärme-ableitenden Füllstoffe können zum Beispiel Aluminiumnitrid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumoxid, Graphit, Metallpulver, Keramikpulver, ein anderes geeignetes Material oder eine Kombination davon sein. In einigen Fällen kann für den lithografischen EUV-Prozess ein hochenergetischer Lichtstrahl verwendet werden, der die Membranfolie 222 durchdringt, sodass ihre Temperatur steigt. Die Wärme-ableitenden Füllstoffe können ein Ableiten der Wärme der Membranfolie 222 über den Membranfolien-Klebstoff 220 zu dem Membranrahmen 206, zu dem Membranrahmen-Klebstoff 218, zu der Maske 108 und dem lithografischen EUV-Gerät unterstützen. Dadurch kann die Temperatur der Membranfolie 222 während der lithografischen EUV-Bearbeitung gesenkt werden, wodurch die Gefahr verringert wird, dass die Membranfolie 222 reißt.
Wie in 2A gezeigt ist, können die Membran 114 und die Maske 108 ein umschlossenes inneres Volumen 228 bilden, das von der Membran 114 und der Maske 108 umschlossen ist. Die Membran 114 und die Maske 108 können das innere Volumen 228 von einer äußeren Umgebung 230 trennen. Die Lüftungsstruktur 216 kann sich von dem inneren Volumen 228 bis zu der äußeren Umgebung 230 erstrecken.
In einigen Beispielen kann der lithografische EUV-Prozess bei einem extrem hohen Vakuum durchgeführt werden. Unter diesen Bedingungen könnte eine Membranmaskenstruktur, die nicht ausreichend entlüftet wird, auf Grund des Druckgefälles zwischen dem inneren Volumen 228 (z. B. der Seite der Membran 114, die zu der Maske 108 zeigt) und der äußeren Umgebung 230 (z. B. der Seite der Membran 114, die von der Maske 108 weg zeigt) reißen. Die Membranmaskenstruktur 200 der 2A und 2B ist jedoch weniger reißanfällig, da die Lüftungsstruktur 216 während des lithografischen EUV-Prozesses den Druck in dem inneren Volumen 228 mit dem Druck in der äußeren Umgebung 230 im Gleichgewicht halten kann.
In einigen Beispielen weist der Membranrahmen 206 die Seitenteile 208 auf, und die Membranmaskenstruktur 200 weist mindestens eine Lüftungsstruktur 216 auf, die in den Seitenteilen 208 angeordnet ist. Wie in 2B gezeigt ist, kann der Membranrahmen 206 in einigen Beispielen vier Seitenteile 208 aufweisen, und dementsprechend kann die Membranmaskenstruktur 200 mindestens vier entsprechende Lüftungsstrukturen 216 aufweisen. In einigen Beispielen können die vier Lüftungsstrukturen 216 entsprechend in den vier Seitenteilen 208 angeordnet werden. Es können jedoch zahlreiche Abwandlungen und/oder Modifikationen an dem in 2B gezeigten Beispiel vorgenommen werden. In einigen Beispielen kann die Membranmaskenstruktur 200 weitere Lüftungsstrukturen 216 aufweisen. In einigen Beispielen können zwei oder mehr Lüftungsstrukturen 216 in einem einzigen Seitenteil 208 hergestellt werden. In anderen Beispielen können einige der Seitenteile 208 keine Lüftungsstruktur 216 aufweisen. In weiteren Beispielen kann eine Lüftungsstruktur 216 die gesamte Fläche des Seitenteils 208 einnehmen.
Es dürfte wohlverstanden sein, dass 1 lediglich eine vereinfachte Form einer lithografischen Anlage 100 zeigt. In einigen Beispielen kann die lithografische Anlage 100 weitere Komponenten aufweisen, die nicht dargestellt sind, wie etwa weitere optische Bauelemente, eine Plasmaquelle und andere Komponenten.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 300 zum Montieren einer Membran für einen lithografischen Prozess gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Verfahren 300 kann zum Beispiel zum Montieren der in den 1, 2A und 2B gezeigten Membran 114 durchgeführt werden. Das Verfahren 300 kann mit einer oder mit mehreren unterschiedlichen Maschinen durchgeführt werden, die mit einem Steuergerät oder einem Prozessor gesteuert werden.
Das Verfahren 300 beginnt mit einem Schritt 302. In einem Schritt 304 kann eine transparente kohlenstoffbasierte oder siliziumbasierte Schicht auf einem Schablonensubstrat hergestellt werden. Das Schablonensubstrat kann zum Beispiel Polyvinylalkohol (PVA), Polystyren (PS), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder ein durch chemische Aufdampfung abgeschiedenes Poly(p-xylylen)-Polymer (z. B. Parylen C) aufweisen. In einem Beispiel, in dem die Schicht eine kohlenstoffbasierte Schicht ist, ist die kohlenstoffbasierte Schicht eine Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht. In einem weiteren Beispiel hat die Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht eine Nanoröhren-Netzwerk-Strukturdichte von 0,2 bis 1. In einem weiteren Beispiel, in dem die Schicht eine siliziumbasierte Schicht ist, ist die siliziumbasierte Schicht eine Silizium-Nanodrahtschicht. In einem Beispiel kann die kohlenstoffbasierte oder die siliziumbasierte Schicht mit einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren in einer Plasma-Umgebung hergestellt werden, wie etwa in einer Plasma-Reaktionskammer (in der das reagierende Gas zum Beispiel C_xH_y, H₂, Ar, O₂, ein anderes geeignetes Gas oder eine Kombination davon sein kann).
In einem Schritt 306 kann die transparente kohlenstoffbasierte oder siliziumbasierte Schicht auf eine Einfassung übertragen werden, und das Schablonensubstrat kann entfernt werden, um die kohlenstoffbasierte oder die siliziumbasierte Schicht freistehend zu machen. In einem Beispiel kann ein Trockenübertragungsverfahren zum Übertragen der kohlenstoffbasierten oder der siliziumbasierten Schicht von dem Schablonensubstrat auf der Einfassung verwendet werden. In einem Beispiel wird die Einfassung aus Silizium hergestellt. Die Einfassung kann eine rechteckige Form haben, wie in 2B gezeigt ist.
In einem Schritt 308 kann die transparente kohlenstoffbasierte oder siliziumbasierte Schicht mit einer Schutzhülle beschichtet werden, um eine Beständigkeit der kohlenstoffbasierten oder siliziumbasierten Schicht gegen Umwelteinflüsse zu gewährleisten. In einem Beispiel kann die Schutzhülle Ru, Mo, Zr, B, Nb, MoSi, SiN, SiO, ein anderes geeignetes Material oder eine Kombination davon aufweisen. Die Schutzhülle kann eine Dicke von 0,1 bis 10 nm haben.
In einem Schritt 310 können die Einfassung und die kohlenstoffbasierte oder siliziumbasierte Schicht an einem Membranrahmen befestigt werden, der eine Lüftungsstruktur aufweist. Der Membranrahmen kann die gleiche Form wie die Einfassung haben (z. B. rechteckig), wie in den 2A und 2B gezeigt ist. In einem Beispiel kann der Membranrahmen aus Si, SiC, SIN, Glas, einem Material mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (wie etwa einer Al-Legierung, einer Ti-Legierung, Invar, Kovar oder dergleichen), einem anderen geeigneten Material oder einer Kombination davon hergestellt werden. In einem weiteren Beispiel kann der Membranrahmen eine Lüftungsstruktur aufweisen, wie sie zum Beispiel in den 2A und 2B gezeigt ist. Das heißt, die Lüftungsstruktur kann Löcher haben, die kreisförmig, rechteckig oder schlitzförmig sind oder andere geeignete Formen oder eine Kombination davon haben.
In einem Schritt 312 kann das Verfahren beendet werden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mindestens einige Schritte des Verfahrens 400 können mittels eines Steuergeräts einer lithografischen EUV-Anlage, wie etwa der in 1 gezeigten lithografischen Anlage 100, durchgeführt werden.
Das Verfahren 400 wird nachstehend zwar als eine Reihe von Schritten oder Ereignissen dargestellt und beschrieben, aber es dürfte wohlverstanden sein, dass die dargestellte Reihenfolge dieser Schritte oder Ereignisse nicht in einem beschränkenden Sinn ausgelegt werden darf. Zum Beispiel können einige Schritte in anderen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Schritten oder Ereignissen als den hier dargestellten und/oder beschriebenen stattfinden. Darüber hinaus brauchen hier nicht alle dargestellten Schritte einen oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen der Beschreibung zu implementieren, und ein oder mehrere der hier beschriebenen Schritte können in einem oder mehreren gesonderten Schritten und/oder Phasen ausgeführt werden.
Das Verfahren 400 beginnt mit einem Schritt 402. In einem Schritt 404 kann eine EUV-Lichtquelle aktiviert werden, um eine Resistschicht auf einem Substrat (wobei das Substrat ein Halbleiterwafer sein kann) zu strukturieren. Die EUV-Lichtquelle kann zum Beispiel Teil einer lithografischen Anlage sein, wie etwa der in 1 gezeigten und vorstehend erörterten Anlage 100. Die EUV-Lichtquelle kann Licht mit EUV-Wellenlängen erzeugen (möglicherweise durch Zerstäuben von Tröpfchen eines Metalls zu einem hochionisierten Plasma).
In einem Schritt 406 kann Licht, das von der EUV-Lichtquelle emittiert wird, auf eine Fotomaske gerichtet werden. Die Fotomaske kann eine Struktur haben, die in ihre Oberfläche geätzt ist, wobei die Struktur auf die Resistschicht auf dem Substrat gedruckt werden soll.
In einem Schritt 408 können herabfallende Teilchen auf einer Membran aufgefangen werden, die über der Fotomaske positioniert ist, um die Fotomaske von den herabfallenden Teilchen freizuhalten, während das Licht auf die Fotomaske gerichtet wird. In einem Beispiel weist die Membran eine transparente kohlenstoffbasierte oder siliziumbasierte Schicht auf, die mit einer Schutzhülle beschichtet ist, die Wärme von der Schicht ableitet. Die Membran kann außerdem einen Rahmen aufweisen, der die Schicht abstützt, wobei der Rahmen mindestens ein Loch aufweist, damit ein Luftstrom durch einen Teil der Membran fließen kann. Die Membran kann zum Beispiel in der in den 2A bis 2D gezeigten Weise angeordnet werden. Die Membran kann so positioniert werden, dass verhindert wird, dass Teilchen auf die Fotomaske fallen und sie verunreinigen.
In einem Schritt 410 kann das Licht, das durch die Membran und die Fotomaske hindurchgeht, mit einem Projektionsoptikmodul gesammelt werden und auf die Resistschicht fokussiert werden, um sie zu strukturieren. Die Belichtung der Resistschicht kann zum Beispiel bewirken, dass Strukturelemente mit einem Sollabstand in dem Resist gedruckt werden.
Bei einer Ausführungsform können die Blöcke 404 bis 410 während des Betriebs der EUV-Lichtquelle ständig wiederholt werden (z. B. für mehrere Schichten des Substrats). In einem Block 412 kann das Verfahren 400 beendet werden.
Es ist zu beachten, dass die Verfahren 300 und 400 so erweitert werden können, dass sie zusätzliche Schritte umfassen, oder dass sie so modifiziert werden können, dass sie zusätzliche Schritte zu den vorstehend erläuterten Schritten umfassen. Außerdem können Schritte, Blöcke, Funktionen oder Operationen des vorstehend beschriebenen Verfahrens 300 oder 400 kombiniert, getrennt und/oder in einer anderen Reihenfolge als der vorstehend beschriebenen ausgeführt werden, ohne von den Beispielen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Somit wird in Beispielen der vorliegenden Erfindung eine robuste Membran mit hoher Durchlässigkeit bereitgestellt, die gegen eine temperatur- und druckbedingte Verformung beständig ist und einen hohen Prozentsatz (z. B. mehr als 82 % und in einigen Beispielen mehr als 90 %) der Strahlung auf die Fotomaske durchlässt. Die Membran der vorliegenden Erfindung kann besonders zur Verwendung in lithografischen UV-Anlagen, und insbesondere in lithografischen EUV-Anlagen, geeignet sein.
In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung eine Membran bereit, die eine Folie und einen Rahmen aufweist, der die Folie abstützt. Die Folie kann aus einer transparenten kohlenstoffbasierten Schicht und/oder einer transparenten siliziumbasierten Schicht hergestellt werden. Die transparente kohlenstoffbasierte Schicht und/oder die transparente siliziumbasierte Schicht können außerdem mit einer Schutzhülle beschichtet werden. Der Rahmen kann mindestens ein Loch aufweisen, damit ein Luftstrom durch einen Teil der Membran fließen kann.
In einem weiteren Beispiel weist eine Vorrichtung eine EUV-Belichtungsquelle (EUV: extremes Ultraviolett), eine Belichtungsvorrichtung, eine Fotomaske und eine Membran auf. Die EUV-Belichtungsquelle ist so eingerichtet, dass sie einen EUV-Belichtungsstrahl zum Strukturieren einer Resistschicht auf einem Substrat erzeugt. Die Belichtungsvorrichtung ist so eingerichtet, dass sie den EUV-Belichtungsstrahl auf eine Fotomaske richtet. Die Fotomaske weist eine Struktur auf, mit der die Resistschicht strukturiert werden soll. Die Membran weist eine Folie und einen Rahmen auf, der die Folie abstützt. Die Folie kann aus einer transparenten kohlenstoffbasierten Schicht und/oder einer transparenten siliziumbasierten Schicht hergestellt werden. Die transparente kohlenstoffbasierte Schicht und/oder die transparente siliziumbasierte Schicht können außerdem mit einer Schutzhülle beschichtet werden. Der Rahmen kann mindestens ein Loch aufweisen, damit ein Luftstrom durch einen Teil der Membran fließen kann.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren ein Aktivieren einer EUV-Lichtquelle, um eine Resistschicht auf einem Substrat zu strukturieren. Das von der EUV-Lichtquelle emittierte Licht wird auf eine Fotomaske gerichtet, die eine Membran aufweist. Die Membran weist eine Folie und einen Rahmen auf, der die Folie abstützt. Die Folie kann aus einer transparenten kohlenstoffbasierten Schicht und/oder einer transparenten siliziumbasierten Schicht hergestellt werden. Die transparente kohlenstoffbasierte Schicht und/oder die transparente siliziumbasierte Schicht können außerdem mit einer Schutzhülle beschichtet werden. Der Rahmen kann mindestens ein Loch aufweisen, damit ein Luftstrom durch einen Teil der Membran fließen kann. Das Licht, das durch die Membran und die Fotomaske hindurchgeht, wird gesammelt und auf die Resistschicht gerichtet.
Vorstehend sind Merkmale verschiedener Ausführungsformen beschrieben worden, sodass Fachleute die Aspekte der vorliegenden Erfindung besser verstehen können. Fachleuten dürfte klar sein, dass sie die vorliegende Erfindung ohne Weiteres als eine Grundlage zum Gestalten oder Modifizieren anderer Verfahren und Strukturen zum Erreichen der gleichen Ziele und/oder zum Erzielen der gleichen Vorzüge wie bei den hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute dürften ebenfalls erkennen, dass solche äquivalenten Auslegungen nicht von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen und dass sie hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen vornehmen können, ohne von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Membran mit: einer Folie, wobei die Folie mindestens eine Schicht aus der Gruppe transparente kohlenstoffbasierte Schicht und transparente siliziumbasierte Schicht aufweist, wobei die mindestens eine Schicht mit einer Schutzhülle beschichtet ist, die Wärme von der Folie ableitet; und einem Rahmen, der die Folie abstützt, wobei der Rahmen mindestens ein Loch aufweist, damit ein Luftstrom durch einen Teil der Membran fließen kann.
Membran nach Anspruch 1, die weiterhin Folgendes aufweist: eine Einfassung, die zwischen der Folie und dem Rahmen positioniert ist, wobei die Einfassung mit einem Membranfolien-Klebstoff an der Folie befestigt ist und mit einem Membranrahmen-Klebstoff an dem Rahmen befestigt ist.
Membran nach Anspruch 2, wobei der Membranfolien-Klebstoff und/oder der Membranrahmen-Klebstoff Wärme-ableitende Füllstoffe aufweisen.
Membran nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Membranrahmen-Klebstoff mindestens einen der folgenden Klebstoffe umfasst: einen Vernetzungsklebstoff, einen Thermoplastisches-Elastomer-Klebstoff, einen Polystyren-Klebstoff, einen Acryl-Klebstoff, einen siliziumbasierten Klebstoff und einen Epoxid-Klebstoff.
Membran nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Membranfolien-Klebstoff mindestens einen der folgenden Klebstoffe umfasst: einen Thermoplastisches-Elastomer-Klebstoff, einen Polystyren-Klebstoff, einen Acryl-Klebstoff, einen siliziumbasierten Klebstoff und einen Epoxid-Klebstoff.
Membran nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Einfassung aus Silizium hergestellt ist.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die transparente kohlenstoffbasierte Schicht ein Netzwerk von Kohlenstoff-Nanoröhren aufweist.
Membran nach Anspruch 7, wobei das Netzwerk von Kohlenstoff-Nanoröhren eine Strukturdichte von 0,2 bis 1 hat.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die transparente siliziumbasierte Schicht ein Netzwerk von Silizium-Nanodrähten aufweist.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie mehr als 82 % einer EUV-Strahlung (EUV: extremes Ultraviolett) durchlässt.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen aus mindestens einem der folgenden Materialien hergestellt ist: Silizium, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Glas, einer Aluminiumlegierung, einer Titanlegierung, Invar und Kovar.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzhülle mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: Ruthenium, Molybdän, Zirconium, Bor, Niob, Molybdändisilizid, Siliziumnitrid und Siliziumoxid.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzhülle eine Dicke von 0,1 nm bis 10 nm hat.
Vorrichtung mit: einer EUV-Belichtungsquelle (EUV: extremes Ultraviolett), die so eingerichtet ist, dass sie einen EUV-Belichtungsstrahl zum Strukturieren einer Resistschicht auf einem Substrat erzeugt; einer Belichtungsvorrichtung zum Richten des EUV-Belichtungsstrahls auf eine Fotomaske; der Fotomaske, wobei die Fotomaske eine Struktur aufweist, mit der die Resistschicht strukturiert werden soll; und einer Membran, die über der Fotomaske positioniert ist, wobei die Membran Folgendes aufweist: eine Folie, wobei die Folie mindestens eine Schicht aus der Gruppe transparente kohlenstoffbasierte Schicht und transparente siliziumbasierte Schicht aufweist, wobei die mindestens eine Schicht mit einer Schutzhülle beschichtet ist, die Wärme von der Folie ableitet, und einen Rahmen, der die Folie abstützt, wobei der Rahmen mindestens ein Loch aufweist, damit ein Luftstrom durch einen Teil der Membran fließen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die transparente kohlenstoffbasierte Schicht ein Netzwerk von Kohlenstoff-Nanoröhren aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die transparente siliziumbasierte Schicht ein Netzwerk von Silizium-Nanodrähten aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Folie mehr als 82 % einer EUV-Strahlung durchlässt.
Verfahren mit den folgenden Schritten: Aktivieren einer EUV-Lichtquelle (EUV: extremes Ultraviolett), um eine Resistschicht auf einem Substrat zu strukturieren; Richten von Licht, das von der EUV-Lichtquelle emittiert wird, auf eine Fotomaske; Auffangen von herabfallenden Teilchen auf einer Membran, die über der Fotomaske positioniert ist, um die Fotomaske von den herabfallenden Teilchen freizuhalten, während das Licht auf die Fotomaske gerichtet wird, wobei die Membran Folgendes aufweist: eine Folie, wobei die Folie mindestens eine Schicht aus der Gruppe transparente kohlenstoffbasierte Schicht und transparente siliziumbasierte Schicht aufweist, wobei die mindestens eine Schicht mit einer Schutzhülle beschichtet ist, die Wärme von der Folie ableitet, und einen Rahmen, der die Folie abstützt, wobei der Rahmen mindestens ein Loch aufweist, damit ein Luftstrom durch einen Teil der Membran fließen kann; und Sammeln eines Teils des Lichts, das durch die Membran und die Fotomaske hindurchgeht, und Richten des Teils des Lichts auf die Resistschicht.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die transparente kohlenstoffbasierte Schicht ein Netzwerk von Kohlenstoff-Nanoröhren aufweist.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei die transparente siliziumbasierte Schicht ein Netzwerk von Silizium-Nanodrähten aufweist.